第9章 色谱分析.ppt

第9章 气相色谱法 色谱法早在1903年由俄国植物学家茨维特分离植物色素时采用。 他在研究植物叶的色素成分时，将植物叶子的萃取物倒入填有碳酸钙的直立玻璃管内，然后加入石油醚使其自由流下，结果色素中各组分互相分离形成各种不同颜色的谱带。这种方法因此得名为色谱法。以后此法逐渐应用于无色物质的分离，“色谱”二字虽已失去原来的含义，但仍被人们沿用至今。 色谱法的产生 俄国植物学家Tsweet发明的方法后来被称为“经典液相色谱法”。 （1906年） 所使用的玻璃管称为色谱柱。 管内的碳酸钙填充物称为固定相。 淋洗液称为流动相或淋洗剂。 混合物中的各组分被称为溶质。 （1）按两相物理状态分类： （2）按分离过程物理化学原理分类 吸附色谱：利用固定相对不同组分的吸附性能差别分离； 分配色谱：利用不同组分在两相中分配系数差别分离； 离子交换色谱 ：利用不同离子在离子交换固定相上的亲和力差别分离； 凝胶色谱：利用不同组分分子量差别而先后被过滤进行分离； （3）按样品注入色谱柱的方式和流动相的用法不同分类 冲洗法 (elution method) 流动相连续流过，在某一瞬间从色谱柱入口加入一定量的样品，由流动相将样品带入固定相中。 顶替法（置换法） 先把样品从色谱柱入口加入，再把顶替剂通入柱中，依次把样品各组分顶替出色谱柱。 迎头法 把样品当作流动相连续通入色谱柱中。 1.3 气相色谱法的特点 优点： 1.高效能：可分析沸点十分接近、组分复杂的混合物 2.高选择性：能分离性质极为相似的组分，如同位素、异构体； 3.高灵敏度：~10-11g物质，可检出ppm~ppb含量的组分； 4.快速：几分~几十分钟可完成分析； 5.应用范围广：气体、液体、固体；-196oC~450oC范围内有2.72?10-4~1.36?10-2kg/cm2蒸汽压，热稳定性良好的物质； 6.样品用量小。 缺点： 1.定性需要纯品。不如IR、NMR、MS等技术； 2.不适用于分离沸点高、热稳定性差的化合物，应用范围受温度限制； 3.定量时需要被测物的标准样品作对照。 4.一般不能分析无机物。 气相色谱分离原理 3.1气-固色谱分离原理 固定相：多孔性及较大表面积的吸附剂。 反复的物理吸附-脱附过程。 各组分性质不同，吸附能力有差异。 3.2 气-液色谱分离原理 固定相：在化学惰性的固体微粒(用来支撑固定液的，称为担体)表面，涂上一层高沸点有机化合物的液膜。（固定液） 各组分的分离是基于各组分在固定液中溶解度的不同 。 反复的溶解、挥发过程。 气-液色谱分离原理 物质在固定相和流动相之间发生的吸附、脱附和溶解、挥发的过程称为分配过程。 分配系数K 在一定温度下组分在两相之间分配达到平衡时的浓度值比称为分配系数K。 分配系数K是溶质在两相中分布平衡性质的度量，反映了溶质与固定相、流动相作用力的差别。 一定温度下，各物质在两相之间的分配系数是不同的。气相色谱的分离原理是基于不同物质在两相间具有不同的分配系数。 第二节 色谱流出曲线及有关术语 （一）色谱流出曲线和色谱峰 由检测器输出的电信号强度对时间作图，所得曲线称为色谱流出曲线。曲线上突起部分就是色谱峰。 如果进样量很小，浓度很低，在吸附等温线（气固吸附色谱）或分配等温线（气液分配色谱）的线性范围内，则色谱峰是对称的。 色谱图 根据色谱图可得到以下信息: 1. 样品是否是纯化合物； 2. 色谱柱效和分离情况； 3. 提供色谱定性的资料和依据； 4.色谱图给出的各组分的峰高和峰面积是定量测定的依据。 第二节 色谱流出曲线及有关术语 （二）基线 在实验操作条件下，色谱柱后没有样品组分流出时的流出曲线称为基线，稳定的基线应该是一条水平直线。 （三）峰高 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以（h）表示。 第二节 色谱流出曲线及有关术语 色谱流出曲线 （二）基线 在实验操作条件下，色谱柱后没有样品组分流出时的流出曲线称为基线，稳定的基线应该是一条水平直线。 （三）峰高 色谱峰顶点与基线之间的垂直距离，以（h）表示。 第二节 色谱流出曲线及有关术语 （四）保留值 1. 死时间t0 溶剂或载气通过相颗粒间所剩留的空间、管路空间的总和的时间，它正比于色谱柱的空隙体积，如下图。 第二节 色谱流出曲线及有关术语 2. 保留时间tR